CONTECS 동역학 시뮬레이션 소프트웨어 SIMDRIVE 3D

1. 특징

  - 빠르고 입증된 예측 모델

  - 모든 모듈에 대해 고유한 그래픽 3D 모델링 및 시뮬레이션 환경을 통해 빠른 모델 설정

  - 공동 시뮬레이션(Co-simulation)을 수행하기 위한 모델링, 시뮬레이션 및 평가를 위한 공통 데이터베이스

  - 모든 주요 자동차 제조업체와의 편리한 모델/데이터 교환

  - 시간 및 속도 변화에 따른 모든 결과 및 오더 분석

2. 장점

  - 개념 연구, 사전 개발, 프로젝트 지원 및 설계 최적화를 위한 신뢰할 수 있고 강력하며 매우 빠른 시뮬레이션 모델 및 방법

  - 모델링의 확장 가능한 깊이 및 전체 엔진 시뮬레이션에 대한 하위 시스템의 유연한 통합

  - 시뮬레이션 결과의 탁월한 정확성

  - 독일자동차산업협회(VDA)의 자동차 제조업체(MGI)와 함께 작업 그룹 "파워트레인(Powertrain) 시뮬레이션"에서 모든 방법 개발

3. SIMDRIVE 3D 모듈 개요

  - 폴리 V 벨트(Poly-V Belts)

                                               비틀림 크랭크축이 있는 다층 벨트 구동(및 1D 타이밍 구동)

    1) 폴리-V 벨트

      * 모든 다형 설계(Polymorphic Design)에 대한 솔루션을 포함하는 자동 텐션 조절 시스템을 갖춘 마찰 벨트 드라이브(플랫 벨트, Poly-V 벨트)의 시뮬레이션

      * 다중 벨트 공구(Multi Belt Tool)를 사용하면 벨트 및/또는 체인 변속기 드라이브의 여러 레이어 시뮬레이션 가능

      * FEAD 개발을 위한 국제적으로 인정받고 적용된 플랫폼

      * VDA 테스트를 통한 벨트 파라미터

      * 벨트 플랩핑(Flapping), 미끄러짐 및 동력 손실(Power Loss) 분석

      * 벨트의 수명 예측 모델

      * 크랭크트레인(Cranktrain) 및 TVD와 결합된 시뮬레이션 및 완전한 파워트레인 통합

  - 타이밍 드라이브(Timing Drives)

    1) 밸브트레인(Valve Train) 및 캠축(Cam Shaft)

      * 내연기관의 밸브트레인 시뮬레이션을 위해 설계

      * 밸브트레인의 모든 구성 요소를 세부적으로 모델링하고 평가

      * 캠, 밸브, 밸브 스프링, 로커 암 및 유압 밸브 래시 조정과 같은 단일 요소를 통한 간편한 구성 요소 모델링

      * 동적 영향 조사 : 밸브 가속도, 착석력(Seating Force), 레버 리프트오프(Lever Lift-off)까지의 스프링력, 코일 접촉 및 밸브 및 레버 변형 연구

      * 컨트롤러에 연소 배압 포함

      * 경계 요소 방법 모듈 또는 NVH 모듈을 사용하는 모든 밸브 메커니즘 부품을 사용한 캠축 및 이산 스프링의 작동 부하에 따른 구조 해석

      * 가변 밸브 리프트 및 실린더 비활성화 시스템 상태 모델링

    2) 타이밍 벨트(Timing Belt)

      * 타이밍 벨트 모듈은 NVH 분석, 시스템 부하 및 동력 손실을 위한 자동 장력 조정 시스템을 갖춘 타이밍 벨트 드라이브의 시뮬레이션 및 연구 제공

      * 드라이 및 오일 접점을 포함한 벨트 풀리 접점에 대한 자세한 설명이 포함된 동적 모델

      * VDA 표준 방법을 사용한 복잡한 매개 변수 정의

      * 정확한 설정을 위한 2D 시각화를 통한 공진(Resonant) 취소를 위한 비원형 스프로킷

      * 각 도르래에 대한 상세 형상 정의에 따른 벨트 및 톱니력 연구

      * 타이밍 구동 역학의 복잡한 분석(예: 진동 각도 및 횡방향 편향)

      * 옵션 오일 접촉을 통한 상세한 유동학적 접근으로 마찰 텐셔너 모델링을 위한 3D 텐셔너 시스템

    3) 체인 드라이브(Chain Drive)

      * 부싱, 롤러 및 무음 체인(Silent Chain)을 사용하는 타이밍 드라이브에 대한 전체 체인 다이나믹 NVH 연구의 분석과 최적화

      * 상세한 스프로킷 형상 : ISO, involute 및 무음(Silent) 체인에 대한 사용자 정의 개요

      * 갭 흐름 및 용해 공기를 포함하는 물리적 텐셔너 모델

      * 유압 캠페이저(Hydraulic Cam Phaser)를 위한 유변학적(Rheologic) 모델

      * 공진(Resonance) 취소를 위한 타원형 스프로킷/불규칙 피치

      * 선형 탄성 거동 해석을 위한 플렉시블 가이드 레일

      * 체인 드라이브의 NVH 문제를 설명하고 분석하기 위한 쿠션 링 형상

  - 엔진(Engine)

    1) 3D 크랭크트레인(Cranktrain)

      * 고급 크랭크트레인 모듈을 사용하면 모든 유형의 크랭크트레인(인라인, V-/W 엔진 및 복서)에서 결합된 휨 및 비틀림 진동 시뮬레이션 가능

      * 기본 버전을 사용하면 크랭크축의 비틀림 진동을 줄일 수 있습니다.

      * 가스 압력 입력에 의한 엔진 특성 정의

      * 엔진 마운트에 의한 제한을 고려한 지지 크랭크트레인 고유 주파수 해석

      * 과도 런업(Run-ups), 엔진 시동 시뮬레이션

      * 모든 베어링의 동적 하중, 저널 베어링의 변위 경로, 질량 힘 및 질량 균형

      * 커플링 시뮬레이션을 통한 FEAD 또는 타이밍 구동이 크랭크트레인에서 미치는 허브 부하 영향 연구

      * 완전 휨 진동 모델에서 비틀림 진동 모델로 자동 감소

    2) 3D 베어링(Bearing)

      * 베어링 모듈에는 저널(Journal), ISO 볼(Ball)/롤러(Roller) 또는 탄성(Elastic) 베어링의 시뮬레이션 및 평가 포함

      * 모든 유형은 방사형 및 축형 설계로 사용 가능

      * 하우징에 베어링력을 올바르게 적용하기 위한 이산(Discrete) 베어링 레이스 모델링 가능

      * 저널 베어링

        a) EHD접근법을 적용한 동적 하중 하에서 오일 시추와 기울기를 고려한 시간 영역에서의 레이놀즈 방정식의 복잡한 해법

        b) 사전 계산된 데이터 맵을 사용하여 시간 소모적 접근 방식 대폭 절감

      * ISO 볼/롤러 베어링

        a) 상세한 형상, 하중 및 동적 간극에 의존한 롤링 바디의 현실적인 압력 조건 및 동적 거동

        b) DIN 26281에 따른 서비스 수명 등급 계산

    3) 이중 질량 플라이휠(Dual Mass Flywheel)

      * DMF Advanced 모듈은 이중 질량 플라이휠(Dual Mass Flywhee)의 복잡한 다체 모델링과 함께 감소된 Rheology 접근 방식 제공

      * 하나의 요소에 세 가지 공통 설계의 내부 스프링 설정 모두 포함

      * 비선형 및 회전 속도 의존 마찰 및 형상 영향

      * 빠른 연구를 위한 일련의 유동학적 요소로서의 DMF

      * 베어링 및 플렉스 플레이트 휨 굽힘을 포함한 1D 비틀림 및 전체 3D 기하학적(Geometry) 모델링

  - 구조해석(Structural Analysis)/BEM

    1) 구조해석(Structural Analysis)

      * 구조-기계적 특성을 표현하기 위해 유연한 본체와 모달 계산 두 요소는 MBSD 시뮬레이션의 현대적인 방법을 완성합니다.

      * Craig-Bampton 및 CMS(Component Mode Synthesis)를 위한 다른 일반적인 방법을 사용하여 전체 FE 모델에서 파생된 축소된 FE 모델 사용

      * 감소된 FE 구조와 3D 질량 및 3D 연결 요소의 조합은 향상된 모델링 프로세스로 이어집니다.

      * 모든 MBS 요소에 대한 전역 감소로서의 내장 모달 계산은 시뮬레이션 속도를 높이는 강력한 기술입니다.

      * 모달 분석의 출력 주변에는 결합된 구조의 분석 포함

      * 진동 해석을 위해 하우징에 연결되지 않은 추가 모달 자유도(노드) 가능성

      * 모듈식 어셈블리(예: 3D 크랭크축, FEAD, 밸브 트레인, 기어 박스, 탄성 하우징 골재 베어링)를 갖춘 전체 시스템

    2) NVH

      * 작동 부하에서 빌트인 구조 분석

      * MBS 시뮬레이션의 결과는 전체 FE-Mesh에 대한 구성 요소 변위와 응력을 얻기 위해 역대체

      * 통합된 음향 후처리를 통해 표면의 전체 패드에 대한 복사 음향 파워(Radiated Sound Power)(ERP)의 평가 수행

      * 전처리로서 모달 해석을 통한 FEA 메쉬의 선형화 구조 거동

      * NVH 요소와 유연한 신체 사이의 자동 결합을 위한 RBE2 및 RBE3 검출

      * 표면 요소에 대한 트라이아(Tria) 및 쿼드(Quad), 그리고 하나의 구조물 내의 고체 요소에 대한 테트라(Tetra), 펜타(Penta) 및 헥사(Hexa)

      * 변형, 표면 속도, 표면 가속도 및 응력의 애니메이션에 의한 후처리

    3) BEM 로터리 커넥터

      * 변속기 또는 구동 라인 및 비틀림 진동 댐퍼에 사용되는 축의 설정에 적용

      * MBS-모델로의 변환을 자동화하면 정확한 시뮬레이션 모델의 결함 없는 설정 가능

      * 단면 계산을 통한 축 등 회전요소 상세 설명

      * CSketch-2D-Editor를 사용하여 윤곽선을 쉽게 편집 가능

      * 포인트 투 포인트 설명 또는 ISO STEP 형식 파일에서 포괄적인 가져오기 기능

    4) BEM 스프링(Spring)

      * 스프링의 구조 모델을 생성하기 위한 매우 정확한 접근 방식 묘사

      * MBS-모델을 생성하기 위한 자동화된 프로세스에서 시작하여 스프링 내의 응력 계산을 위한 시간 영역 시뮬레이션의 변위를 사용하여 수명 주기 예측

      * 정밀한 설계 매개변수를 사용한 지표면 메쉬의 형상 정의

      * 스프링 표면의 변위 및 응력 묘사

  - 3D 기어 트레인(Gear Train)

    1) 3D 기어 트레인

      * 토크 및 힘의 전달로 인한 기어 접촉의 특성 거동을 고려한 기어 트레인별 효과 시뮬레이션을 위한 도구 제공

      * 기어 메시의 정확한 기하학적 모델링과 결과 세부 사항의 요구에 따라 다양한 접점 시뮬레이션 접근 방식을 기반으로 계산

    2) 기어 드라이브(Gear Drive)

      * 기어 트레인에서 회전하는 다중 스퍼(Spur) 기어 쌍의 동적 및 진동 시뮬레이션

      * 접촉 역학 상세 분석

      * 가압 또는 절연된 기어에 대한 연구

      * 스퍼(Spur) 또는 헬리컬(Helical) 기어 모델링

      * 완전한 3D 접점을 포함한 유연한 기어의 고급 모델링

    3) 변속기(Transmission)

      * 드라이브 라인 및 변속기의 래틀(Rattle) 및 다이나믹 변속기 오류 분석(최대 6DOF의 크랭크축, 이중 질량 플라이휠 및 클러치 조합)

      * 표준 도구 및 돌출 도구를 위한 도구 등고선 기하학적 설계

      * 매개 변수 기어 축을 설정하기 위한 대화형 설계 도구

      * 클러치와 기어 쌍의 결합 및 해제에 관한 연구

      * NVH 완전 파워트레인 및 드라이브 라인 시뮬레이션의 기어 연구

    4) 유성기어(Planetary Gear)

      * 여러 단계를 포함하는 유성 기어박스 배열의 역학 및 진동 시뮬레이션

      * 유성 기어 스테이지의 모든 조합 모델링 가능

      * 완전한 기어 박스 배열의 모든 기어 세트에 대한 기어비 및 각속도(Sun, Carrrier, Ring) 자동 계산

      * 동적 기어 하중 및 베어링 하중 연구

      * 유연한 유성 캐리어(Planet Carrier) 및 유연한 링 기어(Ring Gear)로 고급 모델링

  - DOE 및 후처리(Post Processing)

    1) 사례 연구(Case Study)

      * 사례 연구(Case Study) 모듈을 사용하면 개별 설계 연구(하위 어셈블리 교체), 매개 변수 및 부하 변화에 대한 시뮬레이션을 쉽게 컴파일하고 실행 가능

      * 변형은 단일 마스터 모델에 저장

      * 각 변종은 완전한 기능의 독립 실행형 모델로 추출

      * 표준화된 평가 사례를 이용한 설계 연구 가속화

    2) 매개변수 연구(Parameter Study)

      * 변동 모델 파라미터에 대한 범위 및 증분을 선언하고 특정 출력 파라미터 지정 가능

      * 내장 모델 최적화 도구를 사용하면 지정된 목표 매개변수에 대한 최적 또는 임계값을 추가로 표시 가능

      * 특정 매개변수의 다차원 분석을 통한 물리적 의존성 이해

      * 전문 후처리를 사용한 간편한 결과 평가

      * 통합 최적화 알고리즘 : 연속적인 최적화, 그레이디언트 검색(Gradient Search), 진화 전략(Evolution Strategy)

      * 증가없이 작동하는 강력한 추가 최적화 도구 : PSO(Particle Swarm Optimizer)

    3) 보고서 생성기(Report Generator)

      * 모든 기업 설계에 적합한 완벽한 고객 정의 레이아웃의 사전 정의된 출력 결과로 시뮬레이션의 쉬운 표준 분석 수행 가능

      * 표준 VDA-FEAD 분석 템플릿으로 포함

      * 2D-, 극성(Polar)-, Waterfall, 캠벨 플롯(Campbell Plot) 등

      * 특정 보고서의 평가 결과 사전 정의

      * 시뮬레이션 작업 및/또는 측정 비교

      * 데이터 링크를 사용한 시뮬레이션 모델과 결과에 대한 추가 정보 선택

      * 사용자 정의 데이터 링크를 사용하여 모든 다이어그램에 대한 전역 범위 변경

      * 시뮬레이션 결과 문서화를 위한 간편한 표준화

    4) 옵티스터드 평가(Optistud Evaluation)

      * 다수의 모델 변형을 평가하는 것을 목표로 하는 강력한 후처리 도구

      * 많은 계산 결과를 검토할 필요 없이 변형 품질에 대해 빠르고 쉽게 진술 가능

      * 최적의 비교 가능성을 위한 결과의 명확한 평가

      * 한계 분석(Limit Analysis)과 최적의 가치 고려를 활용한 평가 시스템

      * 다양한 차트 및 색상 그라데이션으로 시각화

  - 향상된 기능들(Enhancements)

    1) 3D 요소(3D Elements)

      * 크랭크 트레인 및 전체 구동축의 굽힘 및 비틀림 진동을 탄성 또는 유압식 저널 베어링과 결합하기 위한 강력한 도구 제공

      * 시간 영역에서 임계 휨 굽힘(Critical Flexural Bending) 회전 속도에 대한 회전 분석 가능성 제공

      * 전체 구조의 고유 모드는 6DOF 애니메이션으로 표시 가능

      * 공간 플렉시블 빔 구조를 갖는 플렉시블 바디(구동축을 위한 3D 빔 요소)의 대화형 생성

      * 하나의 시뮬레이션 모델에서 3D 요소와 1D 요소의 조합

      * 디퍼렌셜 기어 유닛의 횡방향 구동 모델링

    2) 애니메이션(Animation)

      * 사용자가 2D 및 3D 시뮬레이션 결과의 애니메이션을 만들고 시각화 할 수 있는 도구

      * 다양한 모델 부품 간의 일관성을 파악할 수 있는 강력한 후처리 도구

      * 광학 시스템 분석을 쉽게 하기 위한 힘, 장력 및 허브 부하와 같은 향상된 디스플레이 옵션

      * 3D/2D 애니메이션 내 결과 추가 표시 

      * 맞춤형 카메라 모션 경로로 역동적인 시각과 매력적인 프레젠테이션 제공

      * 애니메이션 MBS 모델에서 BEM 및 NVH 요소의 응력 시각화

      * 사용자 정의 가능한 범례 - 특정 결과를 선택하고 메시 결과에 대해 표시된 범위 편집 가능

      * 향상된 시각화를 위한 어셈블리 STEP 오버레이

    3) 컨트롤러(Controller)

      * 센서, 컨트롤러 및 액추에이터를 포함하는 제어 구조 및 기존 PID 제어 루프 설정

      * 제어된 시스템 설정(예: 공회전 속도 제어 또는 시동 프로세스, 고압 펌프 및 연소 배압 구조, 액티브 텐셔너 및 추가 메커니즘)

      * 실제 엔진과 유사한 제어 구조를 가진 엔진 모델의 조립 및 가스 압력 들뜸 보간

      * 제어 시스템의 모든 요소는 모듈식으로 구현되며 객체 지향성이 강합니다.

      * 사용자 지정 요소는 DLL-Wizard를 사용하여 생성하거나 FMI 인터페이스를 통해 가져오기 가능